鞋的质地对中老年人健步走时足底压力的影响

周玫侯勃屹

（1.沈阳体育学院运动人体科学学院；2.沈阳体育学院研究生部 辽宁沈阳 110102）

鞋的质地对中老年人健步走时足底压力的影响

周玫1侯勃屹2

（1.沈阳体育学院运动人体科学学院；2.沈阳体育学院研究生部 辽宁沈阳 110102）

针对中老年人健步走过程中穿着不同质地底的鞋对足底压力的影响进行研究。采用Codamotion红外动作捕捉系统、Footscan压力平板、信号同步设备等仪器，采集相关数据进行力学参数分析，探讨健步走过程中鞋对下肢的生物力学影响，为中老年人健身如何选择一双合理的鞋提供科学参考。

中老年人 健步走 足底压力

根据世界卫生组织对年龄阶段的划分，中年人为45～59岁，老年人为60～74岁。根据我国人口年龄的实际情况，目前女性工人退休年龄为50～60岁，男性的退休年龄为60岁。所以50-60岁这个年龄段的人群闲余时间比较多，50～60岁也是身体各项机能减退的关键时期。所以，这段时期是积极预防老年病、延缓衰老的重要阶段。随着年龄的增长，肌肉力量日趋减弱、心血管功能逐渐衰减、关节活动度也不如从前，选择适宜的项目进行身体锻炼至关重要。健步走是介于散步和慢跑之间的一种运动，动作简单、对场地没有特殊要求，平坦即可。更不需要特别的装备，老少皆宜。随时随地都可以进行。是一项非常适合中老年人进行的低成本有氧运动。长期坚持有助于心肺功能的提高。走需要鞋，鞋的舒适由底的质地左右着。该研究使用比利时研制的Footscan压力平板、英国生产的Codamotion红外动作捕捉系统测试20名中老年人穿着不同质地底的鞋进行健步走时的步态特征以及足底压力情况，给中老年人健步走提供科学的指导方案。

图1　足底区域分布图

图2　膝关节角度示意图

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

随机选取参加健步走一年以上的健康中老年人（50～60岁）20名为受试者。查阅相关文献可知，中老年人健步走适宜的速度一般为每小时5～6km，每分钟120步左右。

表1　特征时刻膝关节角度［°，（±s）］

表1　特征时刻膝关节角度［°，（±s）］

平板鞋 　慢跑鞋脚跟着地 　169.65±3.67 　169.07±3.29全脚掌着地 　160.86±2.34 　159.69±2.53脚跟离地 　168.41±2.85 　167.86±3.66

表2　足底各区域平均压力峰值分布情况：［N，（±s）］

表2　足底各区域平均压力峰值分布情况：［N，（±s）］

注：板鞋与慢跑鞋走有差异△。

分区 　板鞋 　慢跑鞋Toe 1 　75.4±21.26 　64.3±19.31 Toe 2-5 　37.38±17.32 　31.65±18.72 Meta 1 　85.52±40.35△　116.2±40.31 Meta 2 　245.15±45.69△　196.65±50.62 Meta 3 　142.85±40.23 　133.3±49.54 Meta 4 　53.7±20.49△　78.8±19.54 Meta 5 　23.85±20.61 　31.5±30.45 Midfoot 　422.55±50.45 　443.65±60.14 Heel Medial 　219.8±43.65 　198.65±70.15 Heel Lateral 　227.9±50.63 　209.4±59.12

表3　底各区域平均压强峰值分布情况［N/cm2，（±s）］

表3　底各区域平均压强峰值分布情况［N/cm2，（±s）］

注：板鞋与慢跑鞋走有差异△。

分区 　板鞋 　慢跑鞋Toe 1 　4.89±1.54 　5.65±2.31 Toe 2-5 　3.51±1.47 　3.42±2.11 Meta 1 　6.46±2.56 　6.15±2.54 Meta 2 　18.95±4.32 　11.55±6.54 Meta 3 　11.35±4.23 　11.35±3.79 Meta 4 　6.35±2.01 　6.12±0.56 Meta 5 　3.44±1.23 　3.47±1.78 Midfoot 　7.65±1.54 　9.84±2.01 Heel Medial 　14.93±7.44△　10.57±4.21 Heel Lateral 　13.27±6.43 　12.25±5.64

表4　足底各区域冲量分布情况［N.s，（±s）］

表4　足底各区域冲量分布情况［N.s，（±s）］

注：板鞋与慢跑鞋走有差异△。

分区 　板鞋 　慢跑鞋Toe 1 　15.80±11.48△　21.7±9.65 Toe 2-5 　5.65±2.65 　5.32±3.19 Meta 1 　52.60±22.56 　49.37±23.21 Meta 2 　57.75±24.12 　53.26±16.58 Meta 3 　41.50±8.65 　40.34±7.56 Meta 4 　20.57±4.21 　21.75±6.71 Meta 5 　14.16±6.72△　19.24±10.11 Midfoot 　45.24±7.41 　78.61±8.14 Heel Medial 　39.63±11.12 　38.15±13.78 Heel Lateral 　35.75±5.41 　34.31±7.33

1.2 测试仪器

（1）Codamotion红外动作捕捉系统（英国），可以精确采集到受试者在行走过程中下肢标记点的三维变化。标记点为主动式红外发光点，由驱动盒进行驱动，系统对每个标记点保持一对一识别。最高采样频率为1000Hz。该实验的采样频率为250Hz。

（2）Footscan足底压力分布步态分析系统（比利时），平板长度2m，每平方厘米包含4个压力感受器，采样频率为250Hz。

（3）信号同步设备（比利时），同步频率250Hz。

（4）鞋。选择两种鞋型：平板鞋，鞋底橡胶质地，底部整体较为平坦，足跟没有填充，足弓处没有支撑。慢跑鞋，TPU材质底，底部回弹性能较好，缓冲效果较好，具有抗外翻功能的跟内侧垫片。两种鞋型市场均有销售。

1.3 测试过程

采用室内测试。压力平板放置在跑道中部。Codamotion红外动作捕捉系统的采集装置放置在平板中部左右3m处，高度调整1.8m。受试者按照1.6m/s的速度行走，分别穿着不同质地底的鞋，测量3次，记录有效数据。测试数据分别由各设备自带系统进行分析整理。

如图1所示，将足底分为十个区域。第1趾骨（T1）、第2～5趾骨（T2）、第1跖骨（M1）、第2跖骨（M2）、第3跖骨（M3）、第4跖骨（M4）、第5跖骨（M5）、足弓（MF）、足跟内侧（HM）和足跟外侧（HL）。如图2所示，膝关节在矢状面的角度为α。

1.4 统计学分析

数据处理采用SPSS19.0进行描述统计，研究中数据均采用平均数±标准差（-χ±s）表示。该文P＜0.01表示具有非常显著性差异，P＜0.05表示具有显著性差异，P＞0.05表示没有显著性差异。

2 测试结果

2.1 鞋对行走姿态的影响

由表1可以看出，着平板鞋组膝关节屈曲角度为8.79°，膝关节伸展了7.73°。着慢跑鞋组膝关节屈曲9.38°，膝关节伸展了8.17°，穿着不同的运动鞋行走姿态的虽然有差异，但不具有统计学意义（P＞0.05）。

2.2 鞋对足底各分区平均足底压力峰值的影响

由表2可以看出，平板鞋与慢跑鞋行走过程中足底平均压力峰值主要是跖骨区存在差异，平板鞋组第1、2、4跖骨压力大显著大于慢跑鞋组。跖骨区峰值压力主要集中的部位在第二跖骨，穿慢跑鞋时跖骨区峰值相比穿着平板鞋时压力较低，且足外侧第4、5跖骨区压力峰值大于平板鞋。

2.3 鞋对足底各分区平均足底压强峰值的影响

由表3可以看出，两组压强最大值都出现在第2跖骨区。穿着慢跑鞋时第2跖骨、足跟内侧压强显著低于穿着平板鞋的压强。

2.4 鞋对足底各分区平均足底冲量的影响

由表4可知，对足弓区、第5跖骨和第1趾骨区的冲量进行比较，平板鞋均小于慢跑鞋。穿着慢跑鞋时，足底冲量在足弓处冲量与穿着平板鞋存在非常显著的差异。

3 分析与建议

鞋对于足的影响首先表现为舒适度，舒适度主要体现在穿着时脚的受力情况。足底压力测量是重要的力学性能参量。两种不同质地底的鞋对行走姿态虽产生了一定的影响但不具有统计学意义。着慢跑鞋行走时，膝关节屈曲角度要大些，说明着慢跑鞋可以适当地缓冲长时间的行走对膝关节的冲击。足底压力峰值的大小可以反映出足部易受损的部位，着平板鞋，跖骨区受力明显大于着慢跑鞋，特别是第二跖骨。足弓受力以慢跑鞋更为显著，说明着慢跑鞋时足弓处可以分担脚掌的受力，同时跖骨区的压力比较平均。从足底压强峰值也可以看出，着慢跑鞋时第二跖骨处压强显著低于着平板鞋时的压强，着慢跑鞋可以有效地降低长期健步走对于跖骨区的损伤。对慢跑鞋与平板鞋的足地接触面积进行比较可以发现慢跑鞋接触面积较大，在相同的作用力下压强会小，同时良好的包裹性对足起到保护的作用。冲量是表示力在一定时间内对足底区域连续作用所产生的累积效应，足的疲劳与冲量有直接关系。慢跑鞋的减震效果优于平板鞋，足弓处冲量增加比较明显。足弓是人体减缓震动，减轻压力的主要部位，在运动中能够避免过度的冲击力传递到脊柱与头部，造成慢性损伤。综上所述，选择一双舒适度好的鞋，是对足最好的保护，也能增强人们对健身活动的兴趣。慢跑鞋的底部减震效果要好于平板鞋，增加了足与地面的接触时间，减小地面对足的冲击，避免足的运动损伤，也减小了膝关节所受的作用力；慢跑鞋对足的包裹性要好于平板鞋，可降低踝关节的受伤几率。建议以健步走为主要健身方式的中老年人选择正确的鞋，走出健康，走出快乐。

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G80-32

A

2095-2813（2016）10（a）-0137-03

10.16655/j.cnki.2095-2813.2016.28.137

①2015年辽宁省体育局科研课题立项：中老年人健身走的步态机理研究和应用（项目编号：2015lntyyb-08）；沈阳体育学院

院管课题：基于步态分析的中老年人健步走科学指导方案的研究（项目编号：SK2015506 ）。

周玫（1965—），女，汉，辽宁沈阳人，本科，高级实验师，研究方向：运动人体科学。